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Tropicalizzazione delle schede elettroniche: perché effettuarla?

Le schede elettroniche sono dispositivi molto potenti, ma allo stesso tempo molto delicati. Per garantirne il corretto funzionamento è importante conservarle con cura, lontano da polvere, calore e umidità.

Per rendere le schede più resistenti a questi agenti di deterioramento, è possibile effettuare un procedimento definito di tropicalizzazione, o coating, che consente di creare una sorta di barriera protettiva. Nello specifico, cos’è la tropicalizzazione delle schede elettroniche? Perché effettuarla? Te lo spiega Eurek in questo articolo.

Tropicalizzazione delle schede elettroniche: cos’è?

La tropicalizzazione delle schede elettroniche, chiamata anche conformal coating, è un processo che consiste nel rivestire il circuito stampato assemblato con uno strato di film di resina protettiva. Questa, sottoposta a un’adeguata temperatura, si cristallizza e forma un corpo unico con il PCB e i componenti presenti, tutelandoli da agenti che potrebbero rovinarli.

Il coating, quindi, è una barriera protettiva contro fattori ambientali come polvere, umidità o agenti chimici contaminanti che, a lungo termine, possono rovinare o compromettere il corretto funzionamento del circuito integrato.

Come si effettua il coating?

Nel settore elettronico vengono impiegate diverse metodologie di applicazione delle resine di coating: il metodo più utilizzato prevede di spruzzare manualmente sulla scheda elettronica il film protettivo attraverso apposite bombolette, oppure attraverso una specifica pistola a spruzzo. In alternativa, è possibile realizzare la tropicalizzazione per immersione: l’operatore immerge manualmente il pcb assemblato nel serbatoio pieno di liquido protettivo. I componenti presenti sulla scheda che non devono entrare in contatto con il film vengono mascherati prima dell’immersione e ripuliti al termine dell’operazione.

Ogni scheda elettronica ha esigenze specifiche e, di conseguenza, la tropicalizzazione può avvenire a temperatura ambiente oppure in forno.

Per effettuare questo processo vengono scelti diversi tipi di resina, quali vernici plastiche, resine a base siliconica, poliuretanica, acrilica oppure epossidica. La scelta del coating da utilizzare va effettuata in funzione dell’ambiente in cui verrà utilizzata la scheda elettronica e, inoltre, a seconda dei fattori dalla quale la si vuole tutelare.

Perché effettuare la tropicalizzazione?

Innanzitutto, il conformal coating è una soluzione capace di proteggere da agenti di deterioramento come polveri, agenti chimici, umidità o sale. La tropicalizzazione è importante per migliorare le performance e l’affidabilità a lungo termine della scheda elettronica: ottimizzando l’isolamento elettrico, previene anche lo sviluppo di dendriti e la formazione di ossidi sul circuito stampato. La crescita di dendriti può causare la formazione di corti che potrebbero compromettere il corretto funzionamento della scheda, così come l’innesco di processi corrosivi. In alcune casistiche, la membrana protettiva formata assume una funzione di protezione meccanica contro shock termici o vibrazioni.

In conclusione

La tropicalizzazione delle schede elettroniche, detta anche conformal coating, è un processo che consente di tutelare le schede da agenti di deterioramento come polveri, umidità, sale e agenti chimici, ottimizzandone di conseguenze l’isolamento termico e aumentandone la durata di vita. Consiste nella stesura di un sottile film di resina protettiva sul pcb assemblato che, sottoposto ad un’adeguata temperatura, cristallizza e funge da barriera protettiva contro agenti potenzialmente dannosi, oltre che a impedire la formazione di dendriti e corti.

È un’operazione che viene principalmente svolta manualmente, perciò è importante che venga svolta da mani esperte. Vuoi saperne di più sulla tropicalizzazione e scoprire più dettagli sul suo svolgimento in Eurek? Contattaci: saremo felici di toglierti ogni dubbio.

Marcatura CE schede elettroniche: quando è obbligatoria?

Le schede elettroniche, così come le schede elettriche e altri dispositivi elettronici, sono ormai parte integrante della vita quotidiana. L’elettronica impiegata nei prodotti di uso quotidiano è sempre maggiore, non solo all’interno di dispositivi informatici come computer e laptop, ma anche in apparecchi di uso domestico come lavatrici, lavastoviglie o lampadine intelligenti.

Le schede elettroniche, così come altri prodotti elettrici ed elettronici, sono disciplinate da direttive sull’utilizzo della marcatura CE e di specifici fascicoli tecnici. Ma quando è obbligatoria la marcatura CE sulle schede elettroniche? Te lo spiega Eurek in questo articolo.

Marcatura CE schede elettroniche: cos’è?

La marcatura CE delle schede elettroniche è una procedura obbligatoria che il produttore deve svolgere prima di immettere il prodotto sul mercato. Nel caso in cui gli articoli debbano venire importati il produttore stesso assume il ruolo di fabbricante; quindi, sta a lui la preparazione di tutta la documentazione necessaria a dimostrare la conformità delle schede elettroniche.

Ogni produttore è tenuto a redigere un fascicolo tecnico relativo alla scheda elettronica, senza il quale la marcatura CE non è correttamente applicabile: questo procedimento deve obbligatoriamente essere realizzato per tutti i prodotti disciplinati dall’omonima direttiva comunitaria e deve essere eseguita dal fabbricante o da un suo sostituto, purché Europeo. Il suo compito è dichiarare, attraverso una specifica dichiarazione di conformità, che il suo prodotto è conforme ai requisiti di sicurezza e salute previsti dalle direttive pertinenti.

Dimostrare la sicurezza di ogni scheda elettronica attraverso la corretta documentazione consente di tutelare ogni produttore e fabbricante da molteplici rischi sia amministrativi, sia penali.

Come si realizza il fascicolo tecnico?

Il fascicolo tecnico è l’insieme dei documenti necessari per certificare come il produttore o il fabbricante hanno progettato e realizzato il prodotto, in modo conforme alle normative.

Solitamente è composto da:

Manuale di installazione, configurazione, uso e manutenzione;
Analisi dei rischi;
Dichiarazione di conformità;
Report test;
Etichetta del prodotto;
Controlli sui materiali utilizzati;
I disegni realizzati;
Procedure di controllo della produzione.

In nessun caso è possibile commercializzare un prodotto all’interno della Comunità Europea senza averlo dotato di un idoneo fascicolo tecnico, nel quale il produttore mette nero su bianco ogni criterio secondo cui è stata ideata e realizzata la scheda elettronica.

Marcatura CE: dove si applica?

Generalmente, la marcatura CE viene apposta direttamente sul prodotto da certificare. Talvolta, però, la forma o le dimensioni dell’articolo non rendono possibile la stampa diretta: in questi casi, la sigla viene indicata sulla confezione dello stesso.

La marcatura CE delle schede elettroniche, comunque, non consiste solamente nella stampa del simbolo CE sulle stesse. Ad attestare la sicurezza e la conformità dei prodotti è infatti tutto l’iter di controlli al quale lo stesso viene sottoposto, a partire dai materiali utilizzati nella produzione fino al collaudo finale.

La stampa fisica del marchio CE su schede elettroniche può essere omessa se i destinatari del prodotto sono delle aziende professioniste del settore. Il fatto che il simbolo possa essere omesso, però, non significa che il prodotto non debba essere sottoposto a tutti i controlli e ai processi di marcatura CE.

In conclusione

Le schede elettroniche sono dispositivi elettronici disciplinati da direttive che impongono l’obbligo della marcatura CE. In nessun caso, infatti, possono essere commercializzate senza essere sottoposte ai protocolli di marcatura e senza la redazione di un adeguato fascicolo tecnico. Le leggi sulla sicurezza chiedono ai fabbricanti di disporre sempre di tutta la documentazione che dimostri il corretto percorso di progettazione e produzione del prodotto: per questo, il fascicolo deve sempre essere tenuto presso la sede del produttore.

L’argomento ti ha colpito e vuoi saperne di più? Contattaci: il team Eurek è a disposizione per fornirti tutte le informazioni che cerchi sulle schede elettroniche.

Package on package: come funziona e quando viene utilizzato?

Le tecnologie attuali, come quelle contenute all’interno dei computer, richiedono l’utilizzo di componenti molto complessi e dalle dimensioni sempre più ridotte. Per montarli su un circuito stampato (PCB) si è quindi rivelato necessario mettere a punto un metodo che richiedesse un ridotto utilizzo di fili.

È proprio da questa esigenza che è nata la tecnica package on package (PoP), un metodo a montaggio superficiale che viene realizzato saldando sfere di metallo al PCB. A questo punto viene spontaneo chiedersi: come funziona il package on package? Quando viene utilizzato? Te lo spiega Eurek in questo articolo.

Ball Grid Array: cos’è e come funziona

Il Ball Grid Array (BGA) è un pacchetto integrato utilizzato per montare e collegare il circuito integrato su una scheda a circuito stampato (PCB). È una tecnologia a montaggio superficiale (SMT) caratterizzata dall’utilizzo di cavi a forma di sfera di stagno che vengono distribuiti in array (ovvero in una griglia) nella parte inferiore del pacchetto.

I pacchetti BGA hanno la capacità di fornire molti più pin di interconnessione rispetto ad altre tipologie. Utilizzando come pin delle sfere di saldatura disposte secondo uno schema a griglia, viene aumentata l’area utile per le connessioni anziché disporre solo della periferia. La caratteristica che rende la BGA una tecnica così interessante è proprio la possibilità di poter impiegare l’intera superficie inferiore del dispositivo anziché utilizzare solo il perimetro.

Il metodo più efficace per saldare i componenti BGA sul PCB è il forno vapour-phase. Il pacchetto viene inserito in un forno a condensazione scaldato ad una temperatura specifica: al suo interno le sfere di stagno si ammorbidiranno, saldando così i pad alla superficie inferiore del circuito.

Package on Package (PoP): quando si utilizza?

Il Package on Package, conosciuto anche con la sigla PoP, è un tipo di pacchetto BGA utilizzato quando lo spazio è la vera preoccupazione. Nasce, infatti, per soddisfare la richiesta di assemblaggi sempre più compatti. È un tipo packaging che unisce due o più circuiti integrati utilizzando la tecnica della Ball Grid Arrays.

Questo metodo consiste nell’installazione di due o più circuiti integrati uno sopra all’altro, ovvero impilati, secondo uno schema preciso, con un’interfaccia standard per collegare i segnali tra di loro. Grazie al PoP, è possibile montare un maggiore numero di elementi sulla superficie del circuito stampato. I componenti di integrazione più utilizzati per lo stacking sono il processore e la memoria. Questa tipologia di packaging viene spesso utilizzata all’interno di smartphone, computer portatili e macchine fotografiche digitali.

Quali sono I vantaggi della tecnologia PoP?

L’uso della tecnologia PoP all’interno di un progetto offre diversi vantaggi. Il più evidente è la riduzione delle dimensioni generali del PCB. Oltre ad aumentare la superficie utilizzabile per l’applicazione di componenti, la tecnica PoP garantisce anche una riduzione del numero di strati del PCB, poiché le linee di connessione tra il processore e la memoria sono ridotte al minimo. Questo migliora anche l’integrità del segnale sulla scheda, riducendo al minimo la lunghezza delle tracce tra le diverse parti interoperanti, come il controller e la memoria. Le interconnessioni dirette tra i circuiti riducono il ritardo di propagazione, il rumore e il cross-talk.

In conclusione

Nell’ultimo decennio il mondo embedded ha vissuto grandi cambiamenti. L’avvento di smartphone, computer sempre più compatti, tablet o tag digitali, ha richiesto l’utilizzo di assemblaggi elettronici sempre più compatti e più densamente popolati. Questa esigenza ha trovato soluzione nella Ball Grid Arrays e nei suoi diversi metodi di applicazione, quali il PoP (Package on Package): un metodo di confezionamento impilato che prevede due pacchetti BGA montati uno sopra l’altro con un’interfaccia standard per instradare i segnali tra di essi. Il suo impiego permette sia di incrementare la superficie utilizzabile per il montaggio di componenti, sia di ridurre l’ingombro complessivo della scheda elettronica.

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Through hole: cos’è e perché usarla nell’assemblaggio PCB?

Negli anni ‘60, con la nascita della tecnologia di montaggio di tipo superficiale, l’assemblaggio delle schede elettroniche tramite fori è divenuto sempre meno frequente. Tuttavia, ancora oggi esistono casistiche particolari per cui questo procedimento si presenta indispensabile per montare i componenti sul circuito stampato.

In quali situazioni viene ancora utilizzata la tecnologia through hole e in che modo si rivela utile? Come funziona questo processo di assemblaggio tradizionale? Con il supporto del reparto produzione di Eurek, nei prossimi paragrafi individuiamo le risposte a queste domande.

Through hole: di cosa si tratta?

La Pin Through Hole (PTH) è una tecnologia di montaggio della scheda elettronica basata su fori passanti. Molto utilizzata fino alla metà del secolo scorso, attraverso la manualità e la precisione di un reparto specializzato permetteva di montare i componenti sul circuito stampato.

In che modo? Come indica il nome stesso, con la PTH vengono inseriti dei pin (definiti anche “reofori”, ossia i fili terminali dei componenti elettronici ed elettrici) all’interno dei fori presenti sul PCB (Printed Circuit Board).

La tecnologia through hole è quasi completamente manuale: operatori specializzati in questo procedimento si occupano di inserire, passo dopo passo, i pin nei fori del circuito stampato. Ciò che, generalmente, è automatizzato è la fase iniziale di lavoro: è, infatti, una macchina preformatrice a preparare la base affinché accolga i componenti elettronici. Proprio perché richiede massima attenzione in fase di assemblaggio, gli operatori preposti a questa attività frequentano corsi intensivi di saldatura manuale: affrontando lezioni teoriche e pratiche, riescono a comprendere come mantenere sempre elevato il livello di precisione e cura che questa tecnologia richiede, garantendo risultati ottimali.

Through hole: qual è la differenza con il montaggio SMT?

A partire dagli anni ‘60, il mondo dell’elettronica tradizionale subisce una rivoluzione senza precedenti: ciò è dipeso dalla nascita di una tecnologia che ne cambierà per sempre le sorti. Si tratta di SMT, acronimo di Surface Mount Technology, un processo di montaggio di tipo superficiale.

Qual è la differenza tra PTH e SMT? In entrambi i casi, per la saldatura viene sfruttato il principio di produzione di shock termici diversi a seconda del componente che andrà assemblato. Tuttavia, con la tecnologia SMT il montaggio avviene in maniera automatica: una macchina Pick and Place si occupa di scegliere il componente giusto e posizionarlo sul PCB. Successivamente, questi elementi vengono saldati con un forno a rifusione ad aria calda o azoto o un forno vapour phase.

→ Approfondisci le differenze tra i diversi tipi di montaggio nell’articolo dedicato alla SMD in elettronica.

Through hole: in quali casi è ancora fondamentale?

A oggi, la tecnologia SMT ha soppiantato quasi completamente la tecnologia manuale through hole. Un processo automatico permette, infatti, di velocizzare le operazioni e ridurre il rischio di errore umano. Inoltre, grazie alla possibilità di montare i componenti su entrambi i lati della scheda elettronica (attività impossibile nel PTH), viene assicurato anche un minor spreco di materiale e denaro.

Ciononostante, alcune aziende nel campo dell’elettronica, come Eurek, hanno deciso di continuare a disporre di macchine e personale specializzati nel PTH, con l’obiettivo di soddisfare esigenze particolari.

Quali sono i casi in cui la tecnologia through hole si rivela ancora indispensabile? Chi si occupa della progettazione della scheda elettronica può ritenere necessario sfruttare questo processo quando i componenti presentano caratteristiche peculiari: è il caso di dimensioni così elevate da non poter essere gestite tramite la macchina Pick and Place. In altre situazioni, invece, l’utilizzo del PTH è dipeso da una scelta del cliente stesso o di problematiche di tipo meccanico, che rendono il metodo SMT impraticabile.

In conclusione

Anche se nella maggior parte dei casi per montare i componenti su un circuito stampato viene utilizzata una tecnologia di tipo superficiale, è ancora importante disporre di strumenti e personale specializzati nel metodo through hole. Grazie a questa tecnologia, infatti, è possibile arrivare laddove l’automatismo non può ancora garantire risultati ottimali, assemblando schede elettroniche con componenti di grandi dimensioni o altre caratteristiche particolari.

In Eurek, azienda di elettronica di Imola (BO), disponiamo di personale qualificato in entrambi i metodi di assemblaggio dei componenti. Riteniamo fondamentale, infatti, che ogni nostro cliente possa vedere realizzato il proprio progetto, anche quando questo richiede operazioni manuali.
Desideri conoscere da vicino in che modo operiamo per garantire sempre la massima qualità del prodotto finale? Contattaci: saremo lieti di illustrarti i nostri processi di lavoro.

Crisi dei semiconduttori: perché è nata? Quando terminerà?

I semiconduttori – materiali speciali impiegati per realizzare le componenti alla base dei chip – sono un elemento fondamentale di diversi oggetti tecnologici di uso quotidiano. Si trovano, ad esempio, all’interno di smartphone, televisori ma anche automobili moderne.

Negli ultimi due anni, il mercato di questi componenti elettronici ha subito una forte crisi, chiamata crisi dei semiconduttori oppure Chip Shortage. A farne le spese sono stati diversi settori, dall’automotive all’elettronica di consumo.

La domanda, a questo punto, sorge spontanea: perché è nata la crisi dei semiconduttori? Quando terminerà? Ti risponde Eurek in questo articolo.

Come è nata la crisi dei semiconduttori?

La crisi dei semiconduttori trova inizio nei primi mesi del 2020, a causa dello scoppiare della pandemia di Covid-19. I lunghi periodi di lockdown e il conseguente blocco forzato per diverse aziende, comprese quelle produttrici di semiconduttori, hanno inciso notevolmente sulle quantità di articoli disponibili sul mercato. Intuita la ridotta disponibilità di articoli, le aziende più reattive hanno fatto razzia dei pochi prodotti rimasti, lasciando il mercato quasi a zero.

Sul fenomeno del Chip Shortage ha inciso anche un errore di calcolo: a inizio pandemia le aziende coinvolte nella produzione di semiconduttori hanno tagliato le previsioni di vendita. Il risvolto, però, è stato totalmente differente: l’avvio della didattica a distanza, lo smart working e il desiderio di rimanere in contatto con le persone care lontane dalla propria abitazione hanno fatto si che la richiesta di device elettronici come smartphone, tablet e computer subisse una crescita esponenziale.

Questi due fattori hanno decretato l’esaurimento dei semiconduttori sul mercato, mettendo in seria difficoltà diversi settori. Secondo Eurek, comunque, la crisi dei semiconduttori ha inizi ben più remoti: se si pensa più in grande, infatti, si può notare che al giorno d’oggi sono davvero tanti i dispositivi che richiedono un chip per il loro funzionamento. Un esempio semplice sono le lampadine: a filamento non ne hanno bisogno, ma a LED sì. L’aumento della richiesta, quindi, si sarebbe comunque verificato.

Gli effetti della crisi

Il quadro attuale è davvero variegato. Le case automobilistiche, ad esempio, sono state particolarmente penalizzate da questa crisi di mercato. La carenza dei semiconduttori, componenti sempre più essenziali per il completamento di un veicolo moderno, ha comportato il duplicarsi, se non triplicarsi dei tempi di consegna di un prodotto, causando grandi perdite economiche.

L’industria dell’elettronica consumer, anch’esso colpito in prima linea dalla carenza di semiconduttori, può ora contare sulla scelta delle principali aziende produttrici di questi componenti di rispondere al boom di richieste dedicando la produzione all’elettronica di largo consumo.

Quando finirà la crisi dei semiconduttori?

Dall’Oriente, luogo in cui sono collocate la maggior parte di imprese costruttrici di semiconduttori, sembrano arrivare buone notizie. La Cina, infatti, sta lavorando duramente per aumentare la produzione, fino ad arrivare a pareggiare domanda e offerta. Il futuro, però, è ancora molto incerto: la comparsa della nuova variante BA5 di Covid-19 ha creato il timore di nuovi lockdown, che potrebbero compromettere la produzione costante e rapida di chip.

Indubbiamente, incrementare la presenza di aziende specializzate nella costruzione di semiconduttori aiuterebbe la ripresa de mercato: ciò richiede però grandi investimenti. Fortunatamente, gli USA stanno già pensando a come organizzare il futuro: Intel, ad esempio, ha già stanziato cifre enormi per dare vita a nuovi impianti produttivi.

In conclusione

Date le premesse, sarà difficile decretare la fine della crisi dei semiconduttori già nel 2023. ma l’impegno dimostrato da diversi Paesi nell’intensificare i ritmi produttivi fa ben sperare il settore dell’elettronica. Considerando che il numero di device che necessitano di chip è destinato a crescere costantemente, speriamo che i processi produttivi trovino un equilibrio idoneo a soddisfare la sempre crescente richiesta.

Surface Mount Technology: tutto ciò che devi sapere

Nel settore dell’elettronica, il corretto posizionamento e la perfetta saldatura dei componenti sul circuito stampato permettono di realizzare un prodotto funzionale e innovativo: esattamente ciò che è richiesto alle aziende per riuscire a competere su un mercato sempre più affollato. Negli ultimi anni, queste fasi vengono eseguite nella maggior parte dei casi per mezzo della Surface Mount Technology (SMT), con lo scopo di garantire ancora più precisione a fronte di costi più contenuti.

Di cosa si tratta e in cosa si distingue dal montaggio PTH (Pin Through Hole)? Tutto ciò che devi sapere sulla saldatura SMT è racchiuso nei prossimi paragrafi, realizzati con la preziosa collaborazione del team produzione di Eurek.

Surface Mount Technology: cos’è?

Con il termine “tecnologia a montaggio superficiale” si identifica una metodologia di saldatura delle schede elettroniche diffusasi a partire dagli anni ‘60. In quegli anni, grazie alla SMT vengono automatizzate sia la fase di posizionamento dei componenti sul circuito stampato sia la conseguente fase di assemblaggio.

La fase di montaggio dei componenti avviene attraverso una macchina Pick and Place, che si occupa di selezionare l’elemento giusto e posizionarlo sul PCB (Printed Circuit Board). Successivamente, per saldare i componenti possono essere utilizzati due forni diversi: il forno a rifusione ad aria calda o con azoto, che salda attraverso un ricircolo di aria a elevate temperature, e il forno vapour-phase. In questo caso un particolare liquido viene vaporizzato per montare gli elementi sul circuito.

Come garantire il massimo controllo sul prodotto, se l’intero processo viene automatizzato? Esistono particolari sistemi di verifica preventiva sulla scheda elettronica. Uno di questi è l’Automatic Optical Inspection (AOI): attraverso una serie di fotografie in alta definizione (HD) scattate con un sistema di illuminazione anulare è possibile visualizzare ogni angolo del circuito stampato, risolvendo così con immediatezza eventuali errori di saldatura.

Surface Mount Technology e Pin Through Hole: quali sono le differenze?

Quella a montaggio superficiale è oggi la tecnologia di saldatura della scheda elettronica maggiormente impiegata. Esiste però un metodo tradizionale utilizzato ancora nel caso in cui sia necessario realizzare schede elettroniche dalle caratteristiche particolari o venga espressamente richiesto dal cliente: è il Pin Through Hole. Il principio di base tra le due metodologie di lavoro è lo stesso: sia SMT che PTH arrivano alla saldatura sfruttando shock termini diversi a seconda dei componenti da saldare. Tuttavia, il processo a cui si arriva a questa fase è differente.

Come indica il nome stesso, il metodo PTH si avvale di alcuni fori applicati sul PCB per montare i componenti sul circuito stampato. Questa fase avviene quasi interamente in forma manuale, se non per la presenza di alcune macchine perforatrici adoperate per preparare il componente all’assemblaggio.

→ Approfondisci le differenze tra i due sistemi nell’articolo dedicato alla SMD in elettronica.

Surface Mount Technology: quali vantaggi porta?

Com’è facilmente intuibile, adottare la tecnologia SMT per dare vita a una scheda elettronica porta con sé numerosi vantaggi, tra cui:

Minor tempo di produzione. Trattandosi di una metodologia automatica in cui l’operatore generalmente non interviene, la tecnologia SMT assicura una maggiore efficienza.
Diminuzione dei costi. Tempi di produzione minori garantiscono di conseguenza anche costi più contenuti per l’azienda produttrice e, di conseguenza, anche per il cliente.
Componenti di dimensioni ridotte. Oltre a essere più diffusi, i componenti montati tramite SMT si rivelano più piccoli, in termini di dimensione, volume e peso, ideali per soddisfare le esigenze del mercato odierno.
Maggior precisione. L’automatismo dell’intero processo di montaggio permette di azzerare la presenza di errore umano, migliorando la qualità della scheda elettronica. Ciò evita inoltre sprechi di tempo e di materiale, aspetti che possono influire sul prezzo del prodotto.

In conclusione…

Surface Mount Technology: l’arrivo di una tecnologia di questo tipo alla metà del secolo scorso ha rivoluzionato l’elettronica. Grazie a questo metodo di assemblaggio e saldatura dei componenti sul circuito stampato, infatti, i tempi di produzione si sono ridotti notevolmente e i prezzi sono diventati più accessibili per aziende e privati.

Le attrezzature utilizzate per la SMT possono fare la differenza in fase di montaggio. Desideri conoscere come operiamo nel reparto produzione di Eurek e di quali macchine ci avvaliamo? Contattaci: saremo lieti di dissipare tutti i tuoi dubbi.

Automatic Optical Inspection (AOI): quali vantaggi assicura?

Con l’introduzione di componenti sempre più piccoli e l’utilizzo di macchine automatiche per la produzione delle schede elettroniche sono nate in questo settore nuove necessità. Una di queste riguarda l’individuazione di un sistema di verifica all’avanguardia che agisca subito dopo la fase di montaggio: è a partire da questo strumento che l’operatore può controllare nel dettaglio ogni elemento presente sul circuito stampato e correggere eventuali anomalie riscontrate. Il risultato è un prodotto sicuro, affidabile ed efficiente, pronto a soddisfare anche il cliente più esigente.

È con questi obiettivi che nasce l’Automatic Optical Inspection (AOI). Di cosa si tratta? In questo articolo il team del reparto produzione di Eurek ci illustra il suo funzionamento e i suoi vantaggi.

Automatic Optical Inspection: di cosa si tratta?

Con il termine inglese Automatic Optical Inspection si intende quel meccanismo che assicura un’approfondita ispezione ottica delle schede elettroniche dopo il loro montaggio. Lo scopo è quello di individuare preventivamente eventuali anomalie e difetti di assemblaggio e saldatura che possono causare problematiche nel funzionamento del prodotto.

Come funziona l’Automatic Optical Inspection? Il processo di ispezione prende il via con una telecamera in HD (alta definizione) e un sistema di illuminazione anulare: grazie a una serie di flash caratterizzati da molteplici lunghezze d’onda è possibile evidenziare i diversi componenti montati sulla scheda elettronica. Attraverso questo meccanismo vengono quindi realizzate numerose immagini che saranno poi analizzate nel dettaglio con l’obiettivo di risolvere imperfezioni e altre problematiche individuate.

Tramite l’AOI è possibile inoltre sviluppare una forma di controllo tridimensionale: con questo sistema si possono visualizzare in 3D particolari caratteristiche dei componenti montati sul circuito stampato, come la loro altezza, e ottenere una visione ancora più “tangibile” del prodotto. Com’è facile intuire, ciò si rivela particolarmente utile nel caso di componenti di dimensioni ridotte, sempre più diffusi nelle schede realizzate oggigiorno.

La tecnologia innovativa di cui questo sistema è dotato permette di individuare difetti nella costruzione delle schede elettroniche tramite SMD (in forma superficiale) e PTH (in forma tradizionale). L’ispezione ottica garantisce risultati ottimali in entrambi i casi. Ciononostante, è largamente utilizzata nel campo del montaggio automatico per mezzo di macchine pick and place, laddove cioè il supporto da parte dell’operatore in fase di saldatura è notevolmente ridotto.

È bene specificare che l’Automatic Optical Inspection non sostituisce la fase di collaudo delle schede elettroniche: ciò avviene per mezzo di test point posizionati su vari punti del circuito stampato, al termine della produzione della scheda, con l’obiettivo di testarne il funzionamento e le prestazioni. L’AOI, quindi, rappresenta un’ulteriore possibilità di verifica delle caratteristiche della stessa, ma è maggiormente incentrata sullo studio dei difetti di montaggio dei componenti.

Automatic Optical Inspection: perché eseguirla?

Massimo controllo del prodotto

Eseguire l’ispezione ottica subito dopo il montaggio della scheda elettronica consente di individuare tempestivamente eventuali anomalie relative alla saldatura dei componenti, come la loro assenza o un posizionamento errato degli stessi. Isolando e analizzando ogni singolo elemento presente sul circuito è così possibile mantenere il massimo controllo sulla scheda e garantirne sempre un’ottima qualità.

Riduzione di tempi e costi

Le aziende che realizzano per conto terzi le schede elettroniche devono rispettare un budget prefissato dal cliente nella fase iniziale della collaborazione. Grazie a un controllo serrato su ogni componente montato sul circuito stampato, l’operatore può individuare fin da subito errori e danni, agendo immediatamente per risolverli. Il risultato? Zero difetti nella realizzazione della scheda, con la possibilità di procedere alla produzione in serie, certi di ottenere un prodotto ottimale senza perdere tempo e, quindi, denaro.

Ottimizzazione delle attività

Con l’Automatic Optical Inspection vengono realizzati specifici e approfonditi report riguardanti le caratteristiche e le anomalie riscontrate nella scheda elettronica. Questi dati e queste informazioni verranno utilizzati per risolvere le problematiche, ma non solo: potranno fungere da base per migliorare ulteriormente l’esperienza e le conoscenze dell’operatore, che di volta in volta saprà come agire per ottimizzare il lavoro della macchina pick and place. In questo caso, quindi, l’AOI diverrà un valore aggiunto non solo per il cliente finale, ma anche per l’azienda preposta alla produzione delle schede elettroniche.

In conclusione…

Al giorno d’oggi, l’Automatic Optical Inspection (AOI) rappresenta una fase di verifica quanto mai importante nel mondo dell’elettronica: con l’arrivo sul mercato di componenti sempre più piccoli, questo meccanismo risulta fondamentale per avere una visione chiara della scheda e delle sue anomalie. Tutto ciò consente non solo di ottenere un prodotto all’avanguardia da consegnare in tempi ridotti al cliente, ma anche di migliorare le prestazioni sul mercato dell’azienda produttrice.

Desideri conoscere nel dettaglio come Eurek affronta questo step? Contatta il nostro team: saremo lieti di guidarti nelle diverse fasi di produzione delle schede elettroniche, dal progetto fino alla consegna del prodotto finito.

Progettazione scheda elettronica: dall’idea al prodotto finito

La realizzazione di un apparecchio tecnologico dalle caratteristiche innovative passa in primis dalla progettazione della scheda elettronica: tutto prende il via con un’idea che dev’essere studiata a fondo per dare vita a un prodotto funzionale e rispettoso del budget prefissato. È in questa fase che l’expertise del progettista si combina con l’utilizzo di mezzi tecnologici all’avanguardia e con l’attenzione alle esigenze del cliente da parte della figura commerciale. Solo quando tutti questi 3 fattori funzionano in maniera ottimale, il risultato finale assicura prestazioni eccellenti.

Come funziona la progettazione di una scheda elettronica? Nei prossimi paragrafi analizziamo, passo dopo passo, la giornata-tipo del team di Eurek per scoprire come si muove e quali strumenti utilizza per dare vita, a partire da un’idea, a un prodotto finito di massima qualità.

#1 La tua idea al centro di tutto

Il punto di partenza della progettazione elettronica è sempre il confronto tra la tua azienda e il nostro team. È chiacchierando davanti a un buon caffè che possiamo reperire tutte quelle informazioni che ci serviranno per realizzare la scheda elettronica, come:

Particolari esigenze dettate dal contesto in cui verrà inserito il circuito stampato con tutti i suoi elementi. Per esempio, una scheda elettronica che sarà integrata in un apparecchio di dimensioni ridotte dovrà attenersi a specifiche caratteristiche fisiche;
Problemi che potrebbero insorgere. È fondamentale considerare fin dal principio eventuali complicazioni nel progetto perché, nella salute come nell’elettronica, prevenire è meglio che curare: analizzare subito le problematiche ci permette di velocizzare e ottimizzare la qualità del lavoro, evitando di disperdere budget inutilmente;
Funzionalità. Quali attività permetterà di svolgere la scheda elettronica? In che modo si coniugherà con il prodotto? Perché rappresenterà un valore aggiunto per l’azienda? Questo è il vero fulcro della progettazione elettronica: comprendere in che modalità la nuova scheda potrà integrarsi con il prodotto e, di conseguenza, divenire parte della quotidianità del consumatore finale.

#2 Focus sulla User Experience

Una volta delineati i punti fondamentali della scheda, la progettazione elettronica custom (su misura) procede con lo studio delle modalità per implementare la User Experience nel prodotto finito. Se nella prima fase dei lavori ci concentriamo in particolare sull’idea della tua azienda, in questo secondo step ci immedesimiamo nel consumatore finale – il tuo cliente – e analizziamo:

La funzionalità del progetto, ossia quali funzioni permetterà di eseguire la scheda elettronica e in che modalità;
Le difficoltà che potrebbe incontrare il consumatore, in particolare se si tratta di un modo nuovo di svolgere una determinata attività. La semplicità e l’intuitività dell’utilizzo devono rappresentare i capisaldi della progettazione hardware;
Le attuali abitudini del consumatore. Approfondendo i modi con cui si approccia all’apparecchio tecnologico, le sue conoscenze e i gesti che compie, potremo proporre un prodotto all’avanguardia: sarà combinato con le nuove tecnologie, ma sempre basato su ciò che il cliente già sa fare e fa quotidianamente.

Una volta esaminati tutti questi aspetti, avremo una prima bozza del progetto, che, nonostante la complessità del processore e dei suoi elementi, condurrà a un utilizzo facile e piacevole del prodotto da parte del cliente. Diverrà, quindi, proprio il fruitore finale il cuore pulsante della progettazione della scheda elettronica.

#3 La scelta dei componenti

Dopo aver studiato l’idea e le caratteristiche del prodotto e del suo fruitore, ci avviciniamo alla fase di produzione della scheda elettronica. Ci troviamo in un momento clou: la teoria sta per fondersi con la pratica e rendere realtà il progetto originario. Per raggiungere questo traguardo, è necessario procedere con la scelta dei componenti, che devono rispettare determinate dimensioni e caratteristiche fisiche, oltre che il budget a disposizione.

Particolare attenzione va dedicata alla scelta del microprocessore, ad ogni altro componente attivo e passivo e ai connettori con cui la scheda si collega agli altri elementi del prodotto.

Per quanto riguarda il circuito stampato, il materiale utilizzato in Eurek generalmente è la vetronite ramata (fiberglass), una piastra di fibra di vetro ricoperta da un sottile strato metallico. Tra i vantaggi di questo materiale spiccano l’elevata durata nel tempo, che lo rende molto affidabile, e le sue ottime prestazioni.

Il team di progettazione passa quindi alla scelta dei laminati e all’organizzazione dello stack-up: si tratta dell’ordine con il quale vengono impilati i laminati che compongono un circuito stampato multistrato, si procede infine al piazzamento e allo sbroglio. Questa fase è fondamentale per evitare problemi di emissioni e di suscettibilità ai disturbi. Al termine di questo step, il team progettazione o l’ufficio acquisti si occupa di reperire i materiali selezionati e di portarli al reparto dedicato alla produzione.

#4 Prototipazione, montaggio e collaudo

Il progetto passa finalmente al reparto di produzione elettronica, che procede nell’immediato con la fase di prototipazione. Abbiamo già specificato che prevenire è meglio che curare e questo step rispecchia proprio quanto detto: soprattutto se si opera a livello industriale, non è possibile iniziare a produrre le schede elettroniche in serie prima di averne testata l’effettiva validità. In caso di malfunzionamenti, ciò comporterebbe uno spreco di tempo, materiale e, di conseguenza, denaro. Ecco perché in questa fase vengono prodotte quantità minime di schede elettroniche, che verranno poi analizzate nel dettaglio: se tutto funziona in maniera ottimale, si procede con la produzione in serie; invece, in caso di problemi o guasti, saremo ancora in tempo per fare un passo indietro e cercarne le motivazioni, andando a risolvere ciò che non funziona.

Dopo la prototipazione giungerà il momento della produzione in serie, col montaggio dei componenti sul circuito stampato e del collaudo dei nuovi dispositivi. Ecco, quindi, che dall’idea si arriverà, finalmente, a un prodotto finito funzionale e prestante, quel valore aggiunto che porterà nuova redditività alla tua azienda.

In conclusione…

Durante la progettazione della scheda elettronica sono il confronto e il rapporto umano tra le parti in gioco a fare davvero la differenza: grazie a incontri mirati al reperimento delle informazioni per trasformare un prodotto qualunque nel prodotto perfetto per il consumatore finale sarà possibile dare il via a un progetto funzionale e di massima qualità. Sulla base di questi dati e di scelte oculate riguardanti i materiali e le dimensioni del circuito stampato, la scheda elettronica potrà successivamente essere prodotta anche in grandi quantità.

Vuoi conoscere da vicino chi, quotidianamente, progetta schede elettroniche e può rendere realtà la tua idea? Contattaci: saremo lieti di mettere le nostre conoscenze al servizio della tua impresa.

Cos’è la Ball Grid Arrays e come si applica su PCB?

La saldatura BGA, anche conosciuta come Ball Grid Array Soldering, sta diventando una delle alternative più interessanti per la realizzazione di dispositivi di input e output elevati nel campo dell’elettronica. Siccome la necessità di livelli di integrazione sta aumentando senza sosta, anche l’esigenza di circuiti integrati con un numero importante di pin e gate aumenta. (Considerato l’aumento costante della necessità di “nuovi?” livelli di integrazione, anche l’esigenza di circuiti integrati con un numero importante di pin e gate è inevitabilmente aumentata).

Questo fenomeno ha dato vita ad una nuova esigenza: costruire un pacchetto compatto, solido e affidabile, che assicurasse un elevato numero di pin seppur all’interno di una struttura dalle dimensioni davvero ridotte.

È proprio da queste necessità che nasce la Ball Grid Arrays: ma, nello specifico, cos’è e come si applica su PCB? Lo spiega Eurek in questo articolo.

Cos’è la BGA?

La BGA è un tipo di contenitore a montaggio superficiale impiegato per circuiti integrati nei quali i componenti elettronici sono montati e fissati direttamente sulla superficie del circuito stampato.

A differenza di altri sistemi di connessione, questo innovativo pacchetto non dispone di alcun cavo: contiene, infatti, unicamente un assemblaggio di sfere di stagno denominate sfere di saldatura (da qui il termine Ball, parte del nome di questo metodo). Questi perni sferici vengono poi disposti nella parte inferiore del pacchetto seguendo uno schema a griglia, definito array (termine che costituisce la seconda parte del nome, Grid Array): ora il pacchetto è pronto per la saldatura.

Il metodo più efficace per fissare componenti BGA è il vapour-phase. Il pacchetto viene inserito in un forno vapour-phase, scaldato ad una temperatura precisa: in questo modo le sfere di stagno si ammorbidiranno, saldando così i pad alla superficie inferiore del circuito.

Se confrontato con altri package, il BGA è molto richiesto nelle industrie che impiegano dispositivi ad elevato I/O: questa tecnica viene già utilizzata per diversi prodotti elettronici come dispositivi RAM, Chip per PC o microcontrollori.

Perché scegliere il pacchetto BGA per i PCB?

Garantire un alto numero di connessioni in poco spazio non è l’unico beneficio apportato dall’impiego della Ball Grid Array. Il pacchetto BGA, infatti, assicura diversi vantaggi.

Eccone alcuni:

Consente di utilizzare in modo efficiente lo spazio sui PCB. L’impiego delle sfere di stagno per la saldatura aumenta la superficie disponibile sul circuito elettronico;
Permette una resistenza termica inferiore tra i componenti BGA e il circuito stampato. Ciò consente al calore di fluire più liberamente con conseguente migliore dissipazione dello stesso, impedendo il surriscaldamento del dispositivo;
Riduce lo spessore dei PCB e dei suoi componenti. Questo assicura maggiore precisione e flessibilità;
Grazie al percorso più breve tra lo stampo e il circuito stampato, migliora la conduttività e le prestazioni elettriche dei PCB e dei loro componenti;
L’assemblaggio sui circuiti stampati è più efficiente e gestibile rispetto alle controparti con piombo perché la saldatura necessaria per fissare il package sul circuito stampato proviene dalle sfere stesse. Le Ball di saldatura si allineano in modo automatico durante la fase di assemblaggio.

In conclusione

Il pacchetto Ball Grid Array è una delle soluzioni innovative più efficaci realizzate per rispondere all’esigenza di componenti dalle dimensioni sempre più ridotte, ma che possano ospitare un numero davvero elevato di interconnessioni. Inoltre, la scelta di saldare i componenti attraverso pad montati sulla superficie del circuito stampato attraverso sfere di stagno consente di ampliare l’area su cui montare i collegamenti.

La BGA assicura infatti diversi vantaggi, come un ridotto spessore del componente e una resistenza termica inferiore. Per ottenere una scheda elettronica perfettamente funzionante, però, è fondamentale eseguire una saldatura meticolosa: l’impostazione errata della temperatura del forno vapour-phase potrebbe far sciogliere completamente le sfere anziché ammorbidirle, creando così dei contatti non desiderati.

Stai cercando un partner affidabile a cui commissionare la tua nuova fornitura di schede elettroniche? Contattaci: il team di Eurek è pronto a dare vita al tuo progetto.

Nuove tecnologie: quali porteranno dei cambiamenti nel 2023?

Da diversi anni ormai si parla di “rivoluzione 4.0”: dispositivi, impianti e sistemi tecnologici avanzati non sono solo entrati nella nostra quotidianità, ma ne sono anche diventati parte integrante. In ambito elettronico, attraverso la scoperta e l’utilizzo delle nuove tecnologie, le macchine sono divenute ancora più intelligenti e vicine all’uomo, alle sue caratteristiche, ai suoi pensieri e comportamenti. In questo modo, le attività ordinarie e straordinarie diventano più semplici e produttive e, in ambito imprenditoriale, il rapporto azienda-cliente ancora più soddisfacente.

Quali di queste tecnologie stanno prendendo piede nel settore dell’elettronica e quali cambiamenti porteranno nel 2023? Nei prossimi paragrafi risponderemo a queste domande grazie alle conoscenze e al supporto di Maurizio Zaccherini, responsabile del Reparto di Ricerca & Sviluppo di Eurek.

Le nuove tecnologie nel settore dell’elettronica

Sono numerose le nuove tecnologie che stanno entrando a far parte della nostra quotidianità. Un esempio lampante è quello degli assistenti personali intelligenti: sempre più di frequente, le persone si affidano a questa tecnologia per delegare alcune attività, come l’accensione della musica, il controllo degli elettrodomestici da remoto, la lettura delle notizie del giorno.

Questi cambiamenti vanno di pari passo con la scoperta di nuove tecnologie introdotte di recente nel settore dell’elettronica. In particolare, il 2023 sarà interessato dall’inserimento in pianta stabile di sistemi per l’integrazione con servizi web/cloud nell’ambito dell’automazione e dell’Intelligenza Artificiale (IA). Vediamoli nel dettaglio.

L’interconnessione con i sistemi cloud nell’automazione

Cosa si intende quando si sente parlare di “integrazione con servizi web/cloud nell’automazione”? Con questo termine si indica un sistema che soddisfa la necessità di far comunicare tra loro, e con il web, i dispositivi. Basti pensare alla teleassistenza: grazie alla connessione tra la macchina e il cloud (tecnologia che permette di raccogliere ed elaborare i dati sul web) è possibile constatare in tempo reale la presenza di eventuali guasti nella macchina e procedere con tempestività alla loro risoluzione. Una maggiore velocità di risposta in questi contesti è fondamentale per evitare tempi morti e fornire un servizio di assistenza di massima qualità ai propri clienti.

La teleassistenza non è l’unico vantaggio tangibile derivante dall’integrazione con servizi web/cloud nell’automazione. Questa nuova tecnologia permette infatti di estrapolare dati e convertirli in informazioni. Così facendo, catalogare in maniera precisa e sistematica i diversi dati a disposizione diviene ancora più facile e veloce. Nell’elettronica, poi, queste informazioni possono essere utilizzate per il monitoraggio costante delle caratteristiche tecniche della scheda elettronica, ma non solo: risultano importanti anche per i reparti commerciale e ricambi, marketing e progettazione delle schede. In questo modo, viene offerto un servizio migliore al cliente e si rafforzano le relazioni tra i comparti interni, incrementando di conseguenza anche le performance e la visibilità dell’azienda sul mercato.

L’Intelligenza Artificiale (IA)

Abbiamo già accennato all’impiego quotidiano dell’Intelligenza Artificiale con l’esempio degli assistenti personali intelligenti. In ambito elettronico, perseguendo questa tecnologia, già negli ultimi tempi si sono diffusi microprocessori dotati di reti neurali. Un processo, questo, destinato a diventare sempre più frequente a partire dal 2023.

Cosa sono le reti neurali, definite anche “reti neurali artificiali” o “reti neurali simulate”? Si tratta di particolari reti largamente impiegate nel machine learning e nel deep learning perché in grado di simulare il comportamento del cervello umano, al punto da poter dare vita a un sistema predittivo. In questo modo, non è più necessario per l’operatore specificare decine, centinaia di variabili di casistiche differenti: ragionando come un umano, attraverso le reti neurali, la macchina può prendere decisioni in autonomia anche in presenza di situazioni non precedentemente specificate. Dotare i microprocessori di reti neurali istruite in precedenza permette quindi di incrementare il livello di autonomia della macchina e agire con tempestività di fronte alle problematiche. Un esempio? Una scheda elettronica munita di Intelligenza Artificiale potrà prevedere con largo anticipo l’usura degli elettrodi su una macchina saldatrice e segnalare al momento opportuno quando è necessario sostituirli. Ancora una volta, questa tecnologia si risolve nel perfetto connubio tra offerta di un servizio migliore al cliente e annullamento dei tempi morti per l’azienda.

Come combinare alla perfezione queste nuove tecnologie?

C’è un punto in comune che caratterizza entrambe le tecnologie: l’importanza della raccolta dei dati. Grazie alle informazioni estrapolate dall’interconnessione con i sistemi cloud, è possibile istruire in modo sempre più approfondito le reti neurali presenti nel microprocessore: in questo modo, diventeranno sempre più intelligenti e saranno in grado di affrontare il maggior numero possibile di variabili e casi imprevedibili. Un esempio lampante di come la combinazione delle nuove tecnologie si integra alla perfezione in quella che viene definita “rivoluzione 4.0”, migliorando la produttività delle aziende e la soddisfazione del cliente finale.

Vuoi approfondire questo argomento? Leggi l’intervista a Maurizio Zaccherini.

In conclusione…

Saper sfruttare al massimo le nuove tecnologie permette non solo di rimanere al passo con i tempi, ma anche di anticiparli: un traguardo essenziale per riuscire a differenziarsi su un mercato sempre più affollato. Con l’interconnessione dei dispositivi per mezzo dei sistemi cloud e l’Intelligenza Artificiale, raggiungere questo obiettivo è ancora più facile e soddisfacente.

Desideri conoscere le potenzialità delle nuove tecnologie e integrarle nei tuoi prodotti o processi aziendali? Contatta il team di Eurek: saremo lieti di illustrarti le immense potenzialità della tecnologia di fronte a un buon caffè.